萧生手打 必属精品
1.写出下列各酸的共轭碱:H2O,H2C2O4,H2PO4-,HCO3-,C6H5OH,C6H5NH3+,HS-,Fe(H2O)63+,R-NH+CH2COOH.
答:H2O的共轭碱为OH-;;
H2C2O4的共轭碱为HC2O4-;
H2PO4-的共轭碱为HPO42-;
HCO3-的共轭碱为CO32-;;
C6H5OH的共轭碱为C6H5O-;
C6H5NH3+的共轭碱为C6H5NH2;
HS-的共轭碱为S2-;
Fe(H2O)63+的共轭碱为Fe(H2O)5(OH)2+;
R-NH2+CH2COOH的共轭碱为R-NHCH2COOH。
2. 写出下列各碱的共轭酸:H2O,NO3-,HSO4-,S2-,C6H5O-,Cu(H2O)2(OH)2,(CH2)6N4,
R—NHCH2COO-,。
答:H2O的共轭酸为H+;
NO3-的共轭酸为HNO3;
HSO4-的共轭酸为H2SO4;
S2的共轭酸为HS-;
C6H5O-的共轭酸为C6H5OH
Cu(H2O)2(OH)2的共轭酸为Cu(H2O)3(OH)+;
(CH2)6N4的共轭酸为(CH2)4N4H+;
R—NHCH2COO-的共轭酸为R—NHCHCOOH,
的共轭酸为
3. 根据物料平衡和电荷平衡写出(1)(NH4)2CO3,(2)NH4HCO3溶液的PBE,浓度为c(mol·L-1)。
答:(1)MBE:[NH4+]+[NH3]=2c; [H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-]=c
CBE:[NH4+]+[H+]=[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]
PBE:[H+]+2[H2CO3] +[HCO3-]=[NH3]+[OH-]
(2)MBE:[NH4+]+[NH3]=c; [H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-]=c
CBE:[NH4+]+[H+]=[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]
PBE:[H+]+[H2CO3]=[NH3]+[OH-]+[CO32-]
$4.写出下列酸碱组分的MBE、CEB和PBE(设定质子参考水准直接写出),浓度为 c(mol·L-1)。
(1)KHP (2)NaNH4HPO4 (3)NH4H2PO4 (4)NH4CN
答:(1)MBE:[K+]=c
[H2P]+[HP-]+[P2-]=c
CBE:[K+]+[H+]=2[P2-]+[OH-]+[HP-]
PBE:[H+]+[H2P]=[P2-]+[OH-]
(2)MBE:[Na+]=[NH4+]=c
[H2PO4-]+[H3PO4]+[HPO42-]+[PO43-]=c
CBE:[Na+]+[NH4+]+[H+]=[OH-]+[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]
PBE:[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[PO43-]
(3)MBE:[NH4+]=c
[H3PO4]+[H2PO4-]+[HPO42-]+[PO43-]=c
CBE:[NH4+]+[H+]=[H2PO4]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-]
PBE:[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-]
(4)MBE:[NH4+]=c
[CN-]+[HCN]=c
CBE:[NH4+]+[H+]=[OH-]+[CN-]
PBE:[HCN]+[H+]=[NH3]+[OH-]
5. (1)讨论两种一元弱酸混合溶液的酸碱平衡问题,推导其H+浓度计算公式。
(2) mol·L-1NH4Cl和 mol·L-1H3BO3混合液的pH值。
答:(1)设HB1和HB2分别为两种一元弱酸,浓度分别为CHB1和CHB2 mol·L-1。两种酸的混合液的PBE为
[H+]=[OH-]+[B1-]+[B2-]
混合液是酸性,忽略水的电离,即[OH-]项可忽略,并代入有关平衡常数式得如下近似式
当两种都较弱,可忽略其离解的影响,[HB1]≈CHB1 ,[HB2]≈CHB2 。
式(1)简化为
若两种酸都不太弱,先由式(2)近似求得[H+],对式(1)进行逐步逼近求解。
(2)
根据公式
pH=×10-5=
6.根据图5—3说明NaH2PO4—Na2HPO4 缓冲溶液适用的pH范围。
答:范围为±1。
7.若要配制(1)pH=,(2)pH= 的缓冲溶液,现有下列物质,问应该选那种缓冲体系有关常数见附录一之表1。
(1) (2)HCOOH (3)CH2ClCOOH (4)NH3+CH2COOH(氨基乙酸盐)
答:(1) pKa1= pKa2= 故pH=(pKa1+pKa2)/2=+/2=
(2) pKa=
(3) pKa=
(4)pKa1= pKa2= 故pH=( pKa1+pKa2)/2=+/2=
所以配制pH=的溶液须选(2),(3);配制pH=须选(1),(2)。
$8.下列酸碱溶液浓度均为 mol·L-1,能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴定
(1)HF (2)KHP (3)NH3+CH2COONa (4)NaHS (5)NaHCO3
(6)(CH2)6N4 (7) (CH2)6N4·HCl (8)CH3NH2
答:(1) Ka=×10-4 ,CspKa=××10-4=×10-5>10-8
(2) Ka2=×10-6 ,CspKa2=××10-6=×10-7>10-8
(3) Ka2=×10-10 ,CspKa2=××10-10=×10-11<10-8
(4) Ka1=×10-8 ,Kb2=Kw/Ka1=×10-14/×10-8=×10-7,
CspKb2=××10-7=×10-8>10-8
(5) Ka2=×10-11 , Kb1=Kw/Ka2=×10-14/×10-11=×10-4,
CspKb1=××10-4=×10-5>10-8
(6) Kb=×10-9 ,CspKb=××10-9=×10-10<10-8
(7) Kb=×10-9 , Ka=Kw/Kb=×10-14/×10-9=×10-6,
CspKa=××10-6=×10-7>10-8
(8) Kb=×10-4 ,CspKb=××10-4=×10-5>10-8
根据CspKa≥10-8可直接滴定,查表计算只(3)、(6)不能直接准确滴定,其余可直接滴定。
$9.强碱(酸)滴定一元弱酸(碱),cspKa(Kb)≥10-8就可以直接准确滴定。如果用Kt表示滴定反应的形成常数,那么该反应的cspKt应为多少
解:因为CspKa≥10-8,Ka=Kt•Kw,
故:CspKt≥106
10.为什么一般都用强酸(碱)溶液作酸(碱)标准溶液为什么酸(碱)标准溶液的浓度不宜太浓或太稀
答:用强酸或强碱作滴定剂时,其滴定反应为:
H++OH-=H2O
Kt=
此类滴定反应的平衡常数Kt相当大,反应进行的十分完全。但酸(碱)标准溶液的浓度太浓时,滴定终点时过量的体积一定,因而误差增大;若太稀,终点时指示剂变色不明显,故滴定的体积也会增大,致使误差增大。故酸(碱)标准溶液的浓度均不宜太浓或太稀。
11.下列多元酸(碱)、混合酸(碱)溶液中每种酸(碱)的分析浓度均为 mol·L-1(标明的除外),能否用等浓度的滴定剂准确进行分布滴定或分别滴定如能直接滴定(包括滴总量),根据计算的pHsp选择适宜的指示剂。
(1)H3AsO4 (2)H2C2O4
(3) mol·L-1乙二胺 (4) NaOH+(CH2)6N4
(5)邻苯二甲酸 (6)联氨
(7)H2SO4+H3PO4 (8)乙胺+吡啶
答:根据CspKa(Kb)≥10-8,p Csp+pKa(Kb)≥8及Ka1/ Ka2>105,p Ka1-p Ka2>5可直接计算得知是否可进行滴定。
(1)H3AsO4 Ka1=×10-3, pKa1= ; Ka2=×10-7 , pKa2=; Ka3=×10-12, pKa3=.
故可直接滴定一级和二级,三级不能滴定。
pHsp=
pHsp=
(2)H2C2O4 pKa1= ; pKa2=
pHsp=14-pcKb1/2=14+3-14+= Ka1/Ka2<10-5
故可直接滴定一、二级氢,酚酞,由无色变为红色;
(3) mol·L-1乙二胺 pKb1= ; pKb2=
cKb2=××10-8>10-8
pHsp=pcKa1/2=3+/2=
故可同时滴定一、二级,甲基黄,由黄色变为红色;
(4) NaOH+(CH2)6N4 pKb=
pHsp=14-pcKb/2=14+/2=
故可直接滴定NaOH,酚酞,有无色变为红色;
(5)邻苯二甲酸 pKa1= ; pKa2=
pHsp=pKW-pcKb1/2=14+[]/2=
故可直接滴定一、二级氢,酚酞,由无色变为红色;
(6)联氨 pKb1= ; pKb2=
pHsp=pcKa2/2=2+/2=
故可直接滴定一级,甲基红,由黄色变为红色;
(7)H2SO4+H3PO4 pHsp=[(pcKa1Ka2/(c+Ka1)]/2=
甲基红,由黄色变为红色
pHsp=[(p(Ka2(cKa3+Kaw)/c]/2=
故可直接滴定到磷酸二氢盐、磷酸一氢盐,酚酞,由无色变为红色; (8)乙胺+吡啶 pKb1= pKb2=
pHsp= pcKa/2=2+/2=
故可直接滴定乙胺,甲基红,由红色变为黄色。
12.HCl与HAc的混合溶液(浓度均为 mol·L-1),能否以甲基橙为指示剂用 mol·L-1 NaOH溶液直接滴定其中的HCl,此时有多少HAc参与了反应
解:C1=•L-1 , Ka2=×10-5 ,所以
(1)不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCl
(2)因为 甲基橙的变色范围为~
所以 当pH=时为变色转折点
pH=pKa+lg
=+lg
x%=15%
$13.今有H2SO4和(NH4)2SO4的混合溶液,浓度均为 mol·L-1,欲用 mol·L-1NaOH溶液滴定,试问:
(1)能否准确滴定其中的H2SO4为什么采用什么指示剂
(2)如何用酸碱滴定法测定混合溶液中(NH4)2SO4的含量指示剂又是什么
解:(1)能。因为H2SO4的第二步电离常数pKa2=,而NH4+的电离常数pKa=,所以能完全准确滴定其中的H2SO4 ,可以采用甲基橙或酚酞作指示剂。
(2)可以用蒸馏法,即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液,加热使NH3逸出,并用过量的H3BO3溶液吸收,然后用HCl标准溶液滴定H3BO3吸收液:
NH3 + H3BO3== NH4+ H2BO3-
H++ H2BO3-== H3BO3
终点的产物是H3BO3和NH4+(混合弱酸),pH≈5 ,可用甲基橙作指示剂,按下式计算含量:
$14.判断下列情况对测定结果的影响:
(1)用混有少量的邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度;
(2)用吸收了CO2的NaOH标准溶液滴定H3PO4至第一计量点;继续滴定至第二计量点时,对测定结果各如何影响
答:(1)使测定值偏小。
(2)使第一计量点测定值不影响,第二计量点偏大。
15.一试液可能是NaOH、NaHCO3、、Na2CO3或它们的固体混合物的溶液。用 mol·L-1HCl标准溶液,以酚酞为指示剂可滴定至终点。问在下列情况下,继以甲基橙作指示剂滴定至终点,还需加入多少毫升HCl溶液第三种情况试液的组成如何
(1)试液中所含NaOH与Na2CO3、物质的量比为3∶1;
(2)原固体试样中所含NaHCO3和NaOH的物质量比为2∶1;
(3)加入甲基橙后滴半滴HCl溶液,试液即成重点颜色。
答:(1)还需加入HCl为;÷4=
(2)还需加入HCl为:×2=
(3)由NaOH组成。
16.用酸碱滴定法测定下述物质的含量,当它们均按指定的方程式进行反应时,被测物质与H+的物质的量之比各是多少
(1)Na2CO3,Al2(CO3)3,CaCO3(CO32-+2H+=CO2+H2O)。
(2)Na2B4O7·10H2O,B2O3,NaBO2·4H2O,B(B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3)。
答:(1)物质的量之比分别为:1∶2、1∶6、1∶2。
(2)物质的量之比分别为:1∶2、1∶2、1∶1、1∶1。
$17.酸碱滴定法选择指示剂时可以不考虑的因素:
A.滴定突跃的范围; B.指示剂的变色范围;
C.指示剂的颜色变化; D.指示剂相对分子质量的大小
E.滴定方向
答:选 D
$18.计算下列各溶液的pH:
(1)×10-7 mol·L-1HCl (2) mol·L-1 H2SO4
(3) mol·L-1NH4Cl (4) mol·L-1HCOOH
(5)×10-4 mol·L-1 HCN (6)×10-4 mol·L-1NaCN
(7) mol·L-1(CH2)6N4 (8) mol·L-1NH4CN
(9) mol·L-1KHP (10) mol·L-1Na2S
(11) mol·L-1NH3CH2COOH(氨基乙酸盐)
解:(1)pH=7-lg2=
(2)
=
pH=lg[H+]=
(3)[H+]=
pH=-lg[H+]=
(4)[H+]=
pH=-lg[H+]=
(5)[H+]=
pH=-lg[H+]=
(6)[OH-]=
pOH= pH=
(7)[OH-]=
pOH= pH=
(8)[OH-]=
pH=
(9)
pOH= pH=
(10)[OH-]=
pOH= pH=
(11)[H+]=
pH=
$19.计算 mol·L-1H3PO4溶液中(1)HPO42-,(2)PO43-的浓度
解:∵
且CKa1=××10-3
∴ H3PO4的第二级、第三级解离 和水的解离均又被忽略。于是可以按一元酸来处理,
又因为
故
,
$20.(1)250mgNa2C2O4溶解并稀释至500 mL,计算pH=时该溶液中各种型体的浓度。
(2)计算pH=时, mol·L-1H2S溶液中各型体的浓度。
解:(1) [H
根据多元酸(碱)各型体的分布分数可直接计算有:
CKa1=×10-2 , CKa2=×10-5
Na2C2O4在酸性水溶液中以三种形式分布即:C2O42-、HC2O4-和H2C2O4。
其中:
=
=×10-3 mol·L-1
(2) H2S的Ka1=×10-8 ,Ka2=×10-15 ,
由多元酸(碱)各型体分布分数有:
=×10-2 mol·L-1
$21.六亚甲基四胺加12 mol·L-1HCl溶液 mL,最后配制成100 mL溶液,其pH为多少
解:形成(CH2)6N4—HCl缓冲溶液,计算知:
故体系为(CH2)6N4-(CH2)6N4H+缓冲体系,
$22.若配制pH=,
解:由缓冲溶液计算公式
lg
又
则
即 需
则
即 NH4Cl为 ×=8.0 g
$23.欲配制100 mL氨基乙酸缓冲溶液,其总浓度c= mol·L-1,pH=,需氨基乙酸多少克还需加多少毫升 mol·L-1酸或碱已知氨基乙酸的摩尔质量M=75.07g·mol-1。
解:1)设需氨基乙酸x g,由题意可知
∵
∴
(2)因为氨基乙酸为两性物质,所以应加一元强酸HCl ,才能使溶液的pH= 。
设应加y mL HCl
y= mL
$24.(1)在100 mL由·L-1HAc和·L-1NaAc组成的缓冲溶液中,加入溶液滴定后,溶液的pH有何变化
(2)若在100mLpH=的HAc-NaAc缓冲溶液中加入后,溶液的pH增大单位。问此缓冲溶液中HAc、NaAc的分析浓度各为多少
解:(1)
pH1-pH2=
(2)设原[HAc-]为x,[NaAc]为y。
则
得 x= mol•L-1
y= mol•L-1
$25.计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响):
(1) mol·L-1饱和酒石酸氢钾溶液;(2) mol·L-1硼砂溶液。
解:(1)
=
(2)硼砂溶液中有如下酸碱平衡
B4O72-+5H2O = 2H2BO3-+2H3BO3
因此硼砂溶液为
溶液中
则
26.某一弱酸HA试样1.250 g用水溶液稀释至 mL,可用 mL ·L-1NaOH滴定至计量点。当加入 mLNaOH时溶液的pH=。
(1) 求该弱酸的摩尔质量;(2)计算弱酸的解离常数Ka和计量点的pH;选择何种指示剂
解:(1)由
得 M=337.1g/mol
(2)
Ka=×10-5
故 酚酞为指示剂。
$27.取 mL苯甲酸溶液,用 ·L-1NaOH溶液滴定至计量点。
(1)计算苯甲酸溶液的浓度;(2)求计量点的pH;(3)应选择那种指示剂。
解:(1)设苯甲酸的浓度为x
则
得 x= mol•L-1
(2)当达计量点时,苯甲酸完全为苯甲酸钠,酸度完全由苯甲酸根决定.
pOH=
pH=
(3)酚酞为指示剂。
$28.计算用 mol·L-1HCl溶液滴定 mol·L-1NH3溶液时.(1)计量点;(2)计量点前后±%相对误差时溶液的pH;(3)选择那种指示剂
解:(1)
pH=
(2)
(3)
$29.计算用 mol·L-1HCl溶液滴定 mol·L-1Na2B4O7溶液至计量点时的pH(B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3)。选用何种指示剂
解:在计量点时,刚好反应
pH=
故 溴甲酚绿为指示剂。
$30.二元酸H2B在pH=时,
(1) 求H2B的Ka1和Ka2;
(2) 能否以·L-1NaOH分步滴定·L-1的H2B;
(3) 计算计量点时溶液的pH;
(4) 选择适宜的指示剂。
解:(1)
当 pH=时
同理
当 pH=时
(2)CKa1=10-8且
(3)
则 pH=
二级电离
则 pH=
(4)
$31.计算下述情况时的终点误差:
(1) 用·L-1NaOH溶液滴定 mol·L-1HCl溶液,以甲基红(pHep=)为指示剂;
(2) 分别以酚酞(pHep=)、甲基橙(pHep=)作指示剂,用 mol·L-1HCl溶液滴定 mol·L-1NH3溶液。
解:(1)
(2)酚酞
甲基橙
$32.在一定量甘露醇存在下,以 mol·L-1NaOH滴定 mol·L-1H3BO3(C此时Ka=×10-6)至pHep=,
(1) 计算计量点时的pH
(2) 终点误差
解:(1)
(2)
(3)选用何种指示剂
解:pH=时应变色,所以选择酚酞为指示剂。
33.标定某NaOH溶液得其浓度为 mol·L-1,后因为暴露于空气中吸收了CO2。取该碱液 mL,用 mol·L-1HCl溶液滴定至酚酞终点,用去HCl溶液。计算:
(1) 每升碱液吸收了多少克CO2
(2) 用该碱液滴定某一弱酸,若浓度仍以 mol·L-1计算,会影起多大的误差:
解:(1)设每升碱液吸收x克CO2
因为以酚酞为指示剂,所以Na2CO3被滴定为NaHCO3 . 则可知:
x=0.02640g∙L-1
(2)
$34.用 mol·L-1HCl溶液滴定 mol·L-1NaOH。若NaOH溶液中同时含有 mol·L-1NaAC,(1)求计量点时的pH;(2)若滴定到pH=结束,有多少NaAC参加了反应
解:(1)
(2)
35.称取含硼酸及硼砂的试样0.6010g,用·L-1HCl标准溶液滴定,以甲基红为指示剂,消耗 mL;再加甘露醇强化后,以酚酞为指示剂,用·L-1 NaOH标准溶液滴定消耗 mL。计算试样中硼砂和硼酸的质量分数。
解:根据 5H2O+Na2B4O7∙H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+10H2O 可得:
=
=
36.含有酸不容物的混合碱试样1.100 g,水溶解后用甲基橙为指示剂,滴定终点时用去HCl溶液(THCL/CaO=0.01400g·ml-1) ml;同样质量的试样该用酚酞做指示剂,用上述HCl标准溶液滴定至终点时用去 ml。计算试样中不与酸反应的杂质的质量分数。
解:解:由滴定过程可知,试样可能含有NaOH﹑NaHCO3﹑Na2CO3
∵>2×
∴试样中含有NaHCO3﹑Na2CO3
于是
用于滴定NaHCO3的量为: ×=
37.某试样中仅含NaOH和Na2CO3。称取0.3720 g试样用水溶解后,以酚酞为指示剂,消耗·L-1HCl溶液 ml,问还需多少毫升HCl溶液达到甲基橙的变色点
解:设NaOH为X mol,Na2CO3为Y mol,
则 X+Y=×=
40X+=
得 X= Y=
故
38.干燥的纯NaOH和NaHCO3按2:1的质量比混合后溶于水,并用盐酸标准溶液滴定。使用酚酞指示剂时用去盐酸的体积为V1,继用甲基橙作指示剂,有用去盐酸的体积为V2。求V1/V2(3位有效数字)。
解:
$39.某溶液中可能含有H3PO4或NaNH2PO4或Na2HPO4,或是它们不同比例的混合溶液。以酚酞为指示剂,用 mol·L-1NaOH标准溶液滴定至终点;接着加入甲基橙,再用 mol·L-1 HCl溶液回滴至甲基橙终点(橙色),问混合后该溶液组成如何并求出各组分的物质的量(m mol)。
解:由题意得,混合液由H3PO4和NaH2PO4组成,设其体积分别为X ml,Y ml。
由2V1+V2=
V1+V2=
得 V1= ml
V2= ml
故 C1==14.64 m mol
C2==19.08 m mol
40.称取3.000g磷酸盐试样溶解后,用甲基红作指示剂,以 mol·L-1HCl溶液滴定至终点;同样质量的试样,以酚酞作指示剂,需 mol·L-1NaOH溶液滴定至终点。
(1)试样的组成如何
(2)计算试样中P2O5的质量分数。
解:(1)同样质量的磷酸盐试样,以甲基红作指示剂时,酸的用量
(2)试样用酚酞或甲基橙作指示剂分别滴定时
则试样中P2O5的含量为:
$41.粗氨盐1.000g,加入过量NaOH溶液并加热,逸出的氨吸收于 mol·L-1H2SO4中,过量的酸用 mol·L-1NaOH回滴,用去碱 mL。计算试样中NH3的质量分数。
解:
42.食肉中蛋白质含量的测定,是将按下法测得N的质量分数乘以因数即得结果。称2.000 g干肉片试样用浓硫酸(汞为催化剂)煮解,直至存在的氮完全转化为硫酸氢氨。再用过量的NaOH处理,放出NH3的吸收于 mL H2SO4( mL相当于0.01860 g Na2O)中。过量的酸需要用 mL NaOH mL相当于0.1266 g邻苯二甲酸氢钾)反滴定。计算肉片中蛋白质的质量分数。
解:
蛋白质%
43.称取不纯的未知的一元弱酸HA(摩尔质量为82.00g·mol-1)试样1.600 g,溶解后稀释至 mL,以·L-1NaOH进行电位滴定。已知HA 被中和一半时溶液的pH=,而中和至计量点时溶液的pH=。计算试样中HA的质量分数。
解:解:设试样中HA的质量分数为A 。
(1)当HA被中和一半时溶液的pH= , 有:
∵
∴pH = pKa 即 Ka=
(2)设质量分数为W,当HA被中和至计量点时,可得:
∵
∴
则
W=
因为
故使用最简式计算是合理的。
44.在 mol·L-1HA(Ka=×10-7)溶液中加入等浓度的NaOH溶液 mL,计算溶液的pH。
解:设过量的NaOH的浓度为c,则此溶液的PBE为:
c + [H+] + [HA] = [OH-]
因此溶液显碱性,故上式可简化为:c + [HA] = [OH-]
解之:[H+]=×10-10 mol/L
pH=
¥29.8
¥9.9
¥59.8